Resultat av lysimeterförsök Lysimetrarnas utformning

Under hösten 2005 anlades fem lysimetrar för att kontrollera hur sluttäckningen fungerade med avseende på vattengenomsläpplighet. Lysimetrarna gjordes relativt stora för att samla upp vatten från en större del av täckningen, samt för att minska randeffekterna. Lysimetrarnas utformning framgår av Figur 79 och Tabell 31.

128 Uppsamlings- brunn Uppsamlings- brunn KISBRÄNDER MORÄN METALLHYDROXIDSLAM Mätrör Mätrör Tät duk Dränering Tät duk Dränering © Å sa H a næu s, GV T A B 20 05 .

Figur 79. Lysimeterutformning, principsektion. Exemplet gäller för lysimeter 1 och 2 som har ett extra tätskikt av metallhydroxidslam.

Lysimetrarnas bottentätning består av plastmembran och bentonitmatta. Uppsamlat vatten i lysimetrarna dräneras till en brunn via ett sandlager kompletterat med drä- neringsrör. Ur brunnen kan uppsamlat vatten pumpas ur och volymbestämmas. I varje lysimeter finns ett antal grundvattenrör, där vattennivån i lysimetern och i skyddsskiktet kan mätas.

Täckningen utformades så att tätskiktet av 0,5 m morän, packat med tung vibrator- platta (”padda”), kompletterades med ett 0,3-0,4 m mäktigt lager av metallhydrox- idslam i två av lysimetrarna. Lysimetrarna lades antingen i lutning 1:10 eller 1:30. Skyddsskiktet utgjordes i samtliga fall av 0,5 m morän, som endast lades till med skopa (ingen ytterligare packning) med undantag av lysimeter nr 5 där skyddsskik- tet packades med vält.

I samband med att sluttäckningen genomfördes 2007, byggdes ytterligare en lysim- eter (nr 6), som har följts upp under betydligt kortare tid än övriga. Denna lysim- eter lades i lutning 1:20. Istället för att lägga enbart sand i lysimeterns dränerings- lager, ersattes här övre delen av sandskiktet med kisbränder. Syftet var att undersö- ka om tätskiktet vid verkliga förhållanden skulle släppa igenom mer vatten på grund av kapillärverkan i underliggande kisbränder.

Tabell 31. De olika lysimetrarnas uppbyggnad.

Area SKYDDSSKIKT

Lysimeter (m²) Hyrdroxidslam Morän Morän Lutning

1 80 0,3-0,4m 0,5 m 0,5 m 1/30

2 80 0,3-0,4m 0,5 m 0,5 m 1/10

3 68 - 0,5m 0,5 m 1/30

4 68 - 0,5m 0,5 m 1/10

5 68 - 0,5m 0,5 m, ytpackad 1/10

6 80 Kisbr. u. tätskikt 0,5m, harpad 0,5 m 1/20

TÄTSKIKT

Lysimetrarnas läge i plan framgår av Figur 80. När lysimetrarna 1-5 anlades 2005, var inte sluttäckningen som helhet utlagd. De var därför ”störda” till och med 2007, då sluttäckningen färdigställdes. Till och med 2007 var den sluttäckta släntlängden

129

”uppströms” lysimeter 1-3 endast ett tiotal meter, medan ca 40-50 m slänt var slut- täckt ”uppströms” lysimeter 2, 4 och 5.

Figur 80. Lysimetrarnas läge i plan.

Hydraulisk konduktivitet i tät- och skyddsskikt

I samband med att lysimetrarna anlades, togs prover för bestämning av den hydrau- liska konduktiviteten, se Tabell 32. För tätskiktet av metallhydroxidslam bestämdes den hydrauliska konduktiviteten på ostörda prover i provtagningshylsa. För morä- nen har genomsläppligheten bestämts i störda prover som proctorpackats till 90 % packningsgrad. Jämfört med de moränprover som senare uttogs i samband med täckningsarbetena (jämför avsnitt 10.4.1), hade moränen i ytorna med lysimetrar högre vattengenomsläpplighet.

Tabell 32. Labvärden på hydraulisk konduktivitet (m/s) för morän och metallhydroxidslam i tät- och skyddsskikt ovan lysimetrarna på kisbränderdeponin.

HYDRAULISK KONDUKTIVITET (m/s) PROV 1 PROV 2 PROV 3 MEDEL

Lysimeter 1 Morän , tätskikt 1,5·10-7 _2,4·10-7 _2,0·10-7

Lysimeter 1 Metallhydroxidslam 4,0·10-9 2,9·10-8 5,4·10-9 1,3·10-8 Lysimeter 2 Morän, tätskikt 3,5·10-7 1,9·10-7 3,6·10-7 3,0·10-7 Lysimeter 2 Metallhydroxidslam 4,9·10-9 6,4·10-9 2,9·10-9 4,7·10-9 Lysimeter 3 Morän, tätskikt 2,4·10-7 2,9·10-7 2,7·10-7 Lysimeter 4 Morän, tätskikt 3,1·10-7 1,6·10-7 2,4·10-7 Lysimeter 5 Morän, tätskikt 2,3·10-7 1,9·10-7 2,1·10-7 Lysimeter 6 Morän, tätskikt 3,0·10-8 2,9·10-8 4,8·10-10

Lysimeter 6 Morän, tätskikt 7,0·10-9 _1,7·10-8

Lysimeter 6 Morän, skyddsskikt 2,0·10-9 _7,4·10-9 _2,5·10-9 _4,0·10-9

Uppsamlade vattenmängder

Uppsamlat vatten i lysimetrarna har pumpats ur och volymbestämts ca

1 ggr/månad, dock något anpassat efter nederbördsförhållandena (tätare under ne- derbördsrika perioder/snösmältning och glesare under torrperioder). I samband med urpumpning har vattennivån i de olika skikten mätts i observationsrören.

130

Ackumulerade uppsamlade vattenmängder redovisas i Tabell 33. Tabell 33. Ackumulerade uppsamlade vattenmängder i respektive lysimeter.

LYS 1 LYS 2 LYS 3 LYS 4 LYS 5 LYS 6

Uppföljningsperiod 051220 – 090127 071212 – 091215 Ack. läckage (mm) 39 17 35 15 15 92 Ack. läckage (mm/år) 12 5 11 5 5 12-80

För lysimeter 2, 4 och 5 var genomsläppligheten under mätperioden i nivå med kraven för deponier för farligt avfall (5 l/m², år). I lysimeter 1 och 3 släppte slut- täckningen igenom något större vattenmängder, men klarade med god marginal kraven för deponier för icke-farligt avfall (50 l/m², år). Detta trots att konstruktio- nerna inte innehåller något dräneringsskikt. I lysimeter 6 har däremot läckaget överstigit icke-farligt avfall (50 l/m², år). Gemensamt för lysimeter 2, 4 och 5, som uppvisar de lägsta genomsläppligheterna, är att de ligger i större lutning än övriga (1:10 jämfört med 1:30).

Uppsamlad vattenmängd i lysimetrarna vid varje urpumpningstillfälle, beräknat som mm/år (l/m², år) under perioden sedan föregående urpumpning, redovisas i Figur 81. 0 50 100 150 200 250 mm/år

(l/m², år) _{(sedan föregående urpumpningstillfälle)}Läckage (mm/år)

Lysimeter 1, MeOH, 1:30 Lysimeter 2 MeOH, 1:10 Lysimeter 3, 1:30 Lysimeter 4, 1:10 Lysimeter 5, 1:10 Lysimeter 6, ny

50 mm/år (krav deponi för icke-farligt avfall)

5 mm/år (krav deponi för farligt avfall)

Figur 81. Uppsamlade vattenmängder i respektive lysimeter, omräknat till mm/år (l/m²,år) sedan föregående mättillfälle.

Uppsamlade vattenmängder visade stor variation under mätperioden. Initialt var det torrt i samtliga lysimetrar, men relativt stora vattenmängder samlades upp under

131

2006 (från snösmältningsperioden och framåt) i tre av lysimetrarna (nr 1, 2 och 3). I lysimetrarna med ett tätskikt av metallhydroxidslam kan förklaringen vara att vatten pressats ur slammet då det komprimeras av ovanliggande moränmassor. En ”ren moränlysimeter”, utan metallhydroxidslam, (nr 3) släppte också igenom vatten under samma period . Det var den moränlysimeter som låg i flack lutning (1:30). Under 2007 och större delen av 2008 samlades mycket små vattenängder upp över- lag. Hösten/vintern 2008 släppte sluttäckningarna åter igenom vatten, om än små mängder. Undantaget var den senast anlagda lysimetern, som visade tendens till ökande vattenmängder i slutet av mätperioden. Om detta är en effekt av kapillär- verkan i skyddsskiktet eller inte, får fortsatt uppföljning visa. Eftersom uppsamlade vattenmängder varierade kraftig i samtliga lysimetrar under uppföljningsperioden, krävs fortsatt uppföljning för att kunna dra några slutsatser om sluttäckningskon- struktionernas långsiktiga genomsläpplighet. Uppföljningen hittills visar på lägre vattengenomsläppligheter än vad som förväntades, med tanke på att sluttäcknings- konstruktionerna inte försetts med något separat dräneringsskikt och att den hyd- rauliska konduktiviteten är högre än 1·10-9 m/s för samtliga tätskiktsmaterial (me- dian 2·10-7 m/s för moränen och 5·10-9 m/s för metallhydroxidslammet). Dessutom hade i princip ingen växtlighet etablerats på deponin under uppföljningsperioden.

Vattennivå över tätskiktet

I samband med tömning av vatten i lysimetrarna, mättes vattennivån i de grundvat- tenrör som installerats i skyddsskiktet (med rörbotten i nivå med tätskiktets över- yta). Samtliga rör var vid i princip alla mättillfällen torra eller endast fuktiga i bot- ten, med undantag för enstaka tillfällen då ett par centimeter vatten uppmättes i något rör. Resultaten indikerar att det sällan förekommit någon vattenpelare över tätskiktet på kisbränderdeponin under uppföljningsperioden och att tätskiktet där- med sällan utsatts för vattentryck större än gradienten 1.

Liknande resultat uppvisas vid uppföljning av vattenpelaren ovan tätskikt av aska- slamblandning vid Gärstad deponi, i det fall tätskiktet överlagras av ett dränerings- lager av bergkross - lutning 1:3 respektive 1:20 (Ländell et. al., 2009). På kisbrän- derdeponin finns inget regelrätt dräneringsskikt i sluttäckningskonstruktionen. Däremot är det stor skillnad i packningsgrad mellan det packade tätskiktet (packat med vibratorplatta i lysimetrarna, med vält i övrigt) och skyddsskiktet, som endast lagts till med skopa. Hur packningen/utläggningen påverkar den hydrauliska kon- duktiviteten för den utlagda moränen är dock inte undersökt inom ramen för slut- täckningskontrollen.